本實用新型涉及冶金技術領域，具體涉及一種制備紅土鎳礦氧化球團的系統。
背景技術：
目前，全球礦山鎳產量的60％來源于硫化鎳礦，40％來源于紅土鎳礦。在全球鎳礦2.2億噸的儲量中，紅土鎳礦約占70％。隨著硫化鎳礦資源的不斷減少和紅土鎳礦冶煉技術的不斷進步，利用紅土鎳礦生產鎳的比重不斷增加。
針對不同的紅土鎳礦具有火法工藝、濕法工藝、火濕法結合工藝及其他工藝。其中，火法工藝流程短、效率高、處理規模大，是處理紅土鎳礦的主導工藝。其中，高爐冶煉和電爐冶煉是傳統工藝流程。高爐冶煉產能大，但是投資高、生產成本高、流程長、污染重。電爐冶煉能耗的80％以上需要電能提供，能耗高。
現有技術制備紅土鎳礦氧化球團的工藝存在以下問題：①紅土鎳礦中的游離水和結晶水可在氧化球團焙燒過程中除去，但是結晶水的去除會導致氧化球團中形成大量多孔結構，導致氧化球團的強度低，不符合進料要求。②低強度的球團在還原過程中容易粉化，形成大量粉末，影響爐料的透氣性，發生爐料的粘接，導致生產效率下降。③紅土鎳礦粘性極大，圓盤造球過程中成球時間較長，生球的形狀極其不規則。若生球形狀為球形，會導致壓球脫模困難，無法實現壓球工藝的連續操作。④設置了預焙燒步驟，增加能耗。
技術實現要素：
鑒于上述問題，本實用新型旨在提供一種制備紅土鎳礦氧化球團的系統。利用該系統制備紅土鎳礦氧化球團時，生產效率高，節省能源，制備的產物品質較高。
本實用新型提供了一種制備紅土鎳礦氧化球團的系統，包括依次連接的干燥裝置、破碎篩分裝置、混料裝置、造球裝置、焙燒裝置、冷卻裝置。
所述干燥裝置具有紅土鎳礦入口、干燥紅土鎳礦出口。
所述破碎篩分裝置具有干燥紅土鎳礦入口、塊狀紅土鎳礦出口。所述干燥紅土鎳礦入口與所述干燥紅土鎳礦出口連接。
所述混料裝置具有塊狀紅土鎳礦入口、入水口、添加劑入口、混合原料出口。所述塊狀紅土鎳礦入口與所述塊狀紅土鎳礦出口連接。
所述造球裝置具有混合原料入口、成型料出口。所述混合原料入口與所述混合原料出口連接。且，所述造球裝置中設有橢球形模具，用于放置混合原料。
所述焙燒裝置具有成型料入口、產物出口。所述成型料入口與所述成型料出口連接。
所述冷卻裝置具有產物入口、紅土鎳礦氧化球團出口。所述產物入口與所述產物出口連接。
優選的，所述造球裝置為對輥壓球機。
利用本實用新型的系統制備紅土鎳礦氧化球團時，通過控制造球過程中對輥壓球機的壓力及原料配比，可制備出橢球形的成型料，解決了紅土鎳礦壓球過程中脫模困難的難題，保證了工藝流程的連續化操作，提高了生產效率。同時，采用多段氧化焙燒工藝制度，階段脫除紅土鎳礦中的游離水和結晶水，避免了紅土鎳礦爆裂的發生，提高了紅土鎳礦氧化球團的生產質量。
利用本實用新型的系統制備的紅土鎳礦氧化球團主要成分合理，不僅便于氫氣豎爐還原過程中氧化鐵還原率的控制。而且，在熔分制備鎳鐵過程中不需要加入任何添加劑，更利于整個工藝流程的進行。
附圖說明
圖1為本實用新型中制備紅土鎳礦氧化球團的系統示意圖。
圖2為本實用新型實施例利用圖1所示的系統制備紅土鎳礦氧化球團的流程示意圖。
圖3為經造球裝置處理后得到的成型料的剖面示意圖。
附圖中的附圖標記如下：
1、干燥裝置；2、破碎篩分裝置；3、混料裝置；4、造球裝置；5、焙燒裝置；6、冷卻裝置。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。
如圖1，為本實用新型制備紅土鎳礦氧化球團的系統示意圖。該系統包括依次連接的干燥裝置1、破碎篩分裝置2、混料裝置3、造球裝置4、焙燒裝置5、冷卻裝置6。其中，各裝置的連接關系如下：
干燥裝置1用于干燥紅土鎳礦，其具有紅土鎳礦入口、干燥紅土鎳礦出口。
破碎篩分裝置2用于破碎經干燥處理的紅土鎳礦，并篩選出其中粒徑符合要求的塊狀紅土鎳礦，其具有干燥紅土鎳礦入口、塊狀紅土鎳礦出口。其中，干燥紅土鎳礦入口與干燥裝置1的干燥紅土鎳礦出口連接。
混料裝置3用于均勻混合塊狀紅土鎳礦、水、添加劑，得到混合原料，其具有塊狀紅土鎳礦入口、入水口、添加劑入口、混合原料出口。其中，塊狀紅土鎳礦入口與破碎篩分裝置2的塊狀紅土鎳礦出口連接。
造球裝置4用于將混合原料壓制成型，其具有混合原料入口、成型料出口。其中，混合原料入口與混料裝置3的混合原料出口連接。并且，在造球裝置4中設置有橢球形模具，用于將混合原料壓制為橢球形。
焙燒裝置5可對成型料進行氧化焙燒，其具有成型料入口、產物出口。其中，成型料入口與造球裝置4的成型料出口連接。
冷卻裝置6用于冷卻產物，其具有產物入口、紅土鎳礦氧化球團出口。其中產物入口與焙燒裝置5的產物出口連接。
本實用新型中，不對上述各裝置的具體類型進行限定，可為任意能達到處理要求的裝置。
如圖2所示，為本實用新型實施例利用圖1所示的系統制備紅土鎳礦氧化球團的流程示意圖。
首先將紅土鎳礦送入干燥裝置1中，在100～200℃的溫度下干燥至含水率為10～15wt％，得到干燥紅土鎳礦。將干燥紅土鎳礦送入破碎篩選裝置2中破碎，篩選出其中粒徑≤3㎜的塊狀紅土鎳礦，并送入混料裝置3中。同時，向混料裝置3中加入水和添加劑，得到混合原料。控制三種物料的質量配比為：塊狀紅土鎳礦：水：添加劑＝60～85：10～15：5～25。本實用新型中，選用的添加劑主要由鈣質添加劑組成。
將上述混合物料送入造球裝置4中的橢球形模具中，壓制成型。本實用新型中，選用的造球裝置為對輥壓球機。實施例中，控制對輥壓球機的壓力為5～10MPa。
本實用新型中，將混合物料置于橢球形模具中，并控制混合原料中塊狀紅土鎳礦、水、添加劑的比例以及造球裝置4的壓力，使得混合原料在造球裝置4中通過壓制成型，得到橢球形的成型料。所得橢球形成型料的形狀如圖3所示。其中，a：b：h＝15～25㎜：10～20㎜：5～15㎜。
將上述成型料送入焙燒裝置5中進行氧化焙燒。本實用新型中，氧化焙燒選用多段焙燒過程。實施例中，包括三段焙燒過程：第一段氧化焙燒過程溫度為105～200℃，時間為10～15min；第二段氧化焙燒過程溫度為650～1000℃，時間為10～30min；第三段氧化焙燒過程溫度為1250～1300℃，時間為10～30min。氧化焙燒后得到的產物送入冷卻裝置6中冷卻，即得到紅土鎳礦氧化球團。
隨機選取15個本實用新型制備的紅土鎳礦氧化球團，采用抗壓強度測試機進行檢測。取15個紅土鎳礦氧化球團的抗壓強度平均值作為抗壓強度值。得出，本實用新型制備的紅土鎳礦氧化球團抗壓強度均在2500N/個以上。
實施例1
將紅土鎳礦在120℃的溫度下干燥至含水率為10％。紅土鎳礦的主要成分為：TFe 15.28％、FeO 0.55％、Ni 1.73％、CaO 1.26％、MgO 15.70％、SiO2 48.48％、Al2O3 2.17％、S 0.002％、P痕跡。然后對干燥紅土鎳礦進行破碎篩選，篩選出粒徑為3mm以下的塊狀紅土鎳礦。將塊狀紅土鎳礦、水、生石灰按67：13：20的質量配比混勻。混合原料在對輥壓球機上壓制成型，壓力為10MPa。得到成型料的形狀尺寸為a：b：h＝25mm：20mm：15mm。然后對成型料進行氧化焙燒。第一段溫度為150℃，時間為10min；第二段溫度為800℃，時間為10min；第三段溫度為1275℃，時間為30min。焙燒完畢后，經冷卻后得到紅土鎳礦氧化球團，其抗壓強度為3043.8N/個。
實施例2
選用與實施例1相同的紅土鎳礦，在120℃的溫度下干燥至含水率為10％。然后對干燥紅土鎳礦進行破碎篩選，篩選出粒徑為3mm以下的塊狀紅土鎳礦。將塊狀紅土鎳礦、水、生石灰按75：13：12的質量配比混勻。混合原料在對輥壓球機上壓制成型，壓力為12MPa。得到成型料的形狀尺寸為a：b：h＝15mm：10mm：10mm。然后對成型料進行氧化焙燒，第一段溫度為150℃，時間為10min，第二段溫度為800℃，時間為10min，第三段溫度為1275℃，時間為30min。焙燒完畢后，經冷卻后得到紅土鎳礦氧化球團，其抗壓強度為3207.3N/個。
實施例3
將紅土鎳礦在120℃的溫度下干燥至含水率為12％，紅土鎳礦的主要成分為：TFe 42.37％、FeO 1.06％、Ni 1.38％、CaO 1.26％、MgO 6.76％、SiO2 20.47％、Al2O3 3.25％、S痕跡、P 0.004。然后對干燥紅土鎳礦進行破碎篩選，篩選出粒徑為3mm以下的塊狀紅土鎳礦。將塊狀紅土鎳礦、水、石灰石按79：13：8的質量配比混勻。混合原料在對輥壓球機上壓制成型，壓力為10MPa。得到成型料的形狀尺寸為a：b：h＝20mm：20mm：10mm。然后對成型料進行氧化焙燒。第一段溫度為150℃，時間為10min，第二段溫度為800℃，時間為10min，第三段溫度為1285℃，時間為30min。焙燒完畢后，經冷卻后得到紅土鎳礦氧化球團，其抗壓強度為3815.6N/個。
實施例4
將紅土鎳礦在200℃的溫度下干燥至含水率為10％，紅土鎳礦的主要成分為：TFe 20.62％、FeO 0.73％、Ni 1.45％、CaO 1.29％、MgO 10.64％、SiO2 35.86％、Al2O3 3.01％、S痕跡、P 0.004。然后對干燥紅土鎳礦進行破碎篩選，篩選出粒徑為3mm以下的塊狀紅土鎳礦。將塊狀紅土鎳礦、水、石灰石按60：9：26的質量配比混勻。混合原料在對輥壓球機上壓制成型，壓力為5MPa。得到成型料的形狀尺寸為a：b：h＝15mm：20mm：15mm。然后對成型料進行氧化焙燒。第一段溫度為200℃，時間為15min，第二段溫度為1000℃，時間為20min，第三段溫度為1250℃，時間為30min。焙燒完畢后，經冷卻后得到紅土鎳礦氧化球團，其抗壓強度為2956.9N/個。
實施例5
將紅土鎳礦在100℃的溫度下干燥至含水率為15％，紅土鎳礦的主要成分為：TFe 35.64％、FeO 0.89％、Ni 1.52％、CaO 1.32％、MgO 8.75％、SiO2 25.98％、Al2O32.95％、S痕跡、P 0.004。然后對干燥紅土鎳礦進行破碎篩選，篩選出粒徑為3mm以下的塊狀紅土鎳礦。將塊狀紅土鎳礦、水、石灰石按84：16：4的質量配比混勻。混合原料在對輥壓球機上壓制成型，壓力為8MPa。得到成型料的形狀尺寸為a：b：h＝25mm：20mm：5mm。然后對成型料進行氧化焙燒。第一段溫度為105℃，時間為12min，第二段溫度為650℃，時間為30min，第三段溫度為1300℃，時間為10min。焙燒完畢后，經冷卻后得到紅土鎳礦氧化球團，其抗壓強度為3167.3N/個。
上述實施例中的分數均為質量百分數。
最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。